| Project/Area Number |
22K19097
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 弘紀 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (80315093)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | TRPチャネル / 赤外線受容装置 / ピット器官 / 毒蛇 / ゲノム解読 / 酵母発現系 / 加速進化 / ゲノム情報 / マムシ亜科毒ヘビ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，マムシ亜科毒ヘビが特異的に持つピット器官受容体であるTRPチャネルの構造と機能，および進化を明らかにし，生物進化に基づく新規センサーデバイス開発に資する。そのため，ヒメハブゲノム解読によるTRPチャネル群の遺伝子構造と進化の解明，TRPチャネルタンパク質の機能解析，クライオ電子顕微鏡による構造解析と赤外線感受機構の解明を行う。特殊機能の作用機序の解明は，「加速進化のメカニズム 」など動物進化のパラダイム的転換を図るものとなり，本研究を挑戦的研究として進める意義がある。
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| Outline of Final Research Achievements |
As a "special function of animals", we elucidate the details of the evolution, structure and function of TRPA1 channel and other TRP channels in pit organ receptors specific to pit vipers. In this study, we elucidated the gene structure and evolution of the TRP channel group by decoding the hub genome(1), analyzed the gene expression of TRP channels in various tissues including pit organs (transcriptome analysis)(2), and constructed a yeast expression system for the TRP channel proteins (3). We found that the TRPA1 gene is located on chromosome 3, which is different from venom genes that show accelerated evolution and located on micro chromosomes, and that it is successfully localized to the membrane in yeast transfected with α-factor TRPA1-yEGFP_p426GAL.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
マムシ亜科(Crotalinae, pit viper)が特異的に持っている赤外線受容装置のピット器官の受容体transient receptor potential (TRP) チャネルの構造と機能，および進化についてはまだ不明な点が多い。特にどのように赤外線を受容してシグナルに変えているのか。この問題が明らかになれば，例えばテラヘルツ光センサーデバイスなど生物進化に基づく新規センサーデバイス開発に資することができる。
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